(57)【要約】  カットオフラインの上方の光度を増加させないようにしながら、明暗境界線の近傍の色にじみを減少させる。プロジェクタ型前照灯は、投影レンズと、光源ユニットと、を備える。前記投影レンズは、二枚のレンズを含み、光源側レンズの反光源側の面Ｓ３の少なくとも一部には回折格子が設けられ、前記光源側レンズの光源側の面Ｓ４は、正のパワーを持ち、前記回折格子は、色収差を打ち消すように設計され、光軸と前記光軸に垂直な面との交点を原点として、該面上に水平方向のｘ軸及び鉛直方向のｙ軸を定め、面Ｓ３におけるｙ座標の最大値をＲ１とし、Ａを０以上で１より小さい定数として、面Ｓ３のｙ＜Ａ・Ｒ１の領域は、少なくとも一部に回折格子を設けた、連続性を有する曲面または平面で構成され、ｙ≧Ａ・Ｒ１の領域は、該連続性を有する曲面または該平面のパワーよりも大きなパワーを有し、回折格子を備えていない別の曲面２４５で構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、前記投影レンズの後側焦点面よりも後方側に配置された光源ユニットと、を備えた走行ビームとすれ違いビームの配光パターンを同一の投影レンズで形成するプロジェクタ型前照灯であって、
前記投影レンズは、前記光軸上に配置された二枚の樹脂レンズで構成されており、
前記光源ユニットは前記二枚の樹脂レンズを介して前方に照射されて明暗境界線を含む配光パターンを形成するための光源像を、前記投影レンズの後側焦点面又はその近傍に形成するように構成されており、
前記二枚の樹脂レンズのうち前記光源ユニット寄りに配置された光源側樹脂レンズの反光源側のレンズ面の少なくとも一部には回折格子が設けられており、
前記光源側樹脂レンズの光源側のレンズ面は、正のパワーを持ち、
前記回折格子は、前記二枚の樹脂レンズを介して前方へ照射される前記光源ユニットからの光の色収差を打ち消すように設計されており、
前記光軸と前記光軸に垂直な面との交点を原点として、該面上に水平方向のｘ軸及び鉛直方向のｙ軸を定め、前記光源側樹脂レンズの反光源側の面におけるｙ座標の最大値をＲ１とし、Ａを０以上で１より小さい定数として、前記光源側樹脂レンズの反光源側のレンズ面のｙ＜Ａ・Ｒ１の領域は、少なくとも一部に回折格子を設けた、連続性を有する曲面または平面で構成され、ｙ≧Ａ・Ｒ１の領域は、該連続性を有する曲面または該平面のパワーよりも大きなパワーを有し、回折格子を備えていない別の曲面で構成されたプロジェクタ型前照灯。
【請求項２】
Ａ＜０．５である請求項１に記載のプロジェクタ型前照灯。
【請求項３】
前記二枚の樹脂レンズの合成焦点距離をＥＦＬ、前記二枚の樹脂レンズのレンズ間隔をＴ１２として、
Ｔ１２／ＥＦＬ＜０．１
を満たす請求項１または２に記載のプロジェクタ型前照灯。
【請求項４】
前記光源側レンズの中心厚をＴ２として、
０．１６＜Ｔ２／ＥＦＬ
を満たす請求項１から３のいずれかに記載のプロジェクタ型前照灯。
【請求項５】
該別の曲面のパワーが、前記回折格子を設けた、該連続性を有する曲面または該平面のパワーと同等である請求項１から４のいずれかに記載のプロジェクタ型前照灯。
【請求項６】
該別の曲面が非球面である請求項１から５のいずれかに記載のプロジェクタ型前照灯。
【請求項７】
前記配光パターンは、水平方向に１列またはマトリックス上に配置される複数の配光パターンを含む請求項１から６のいずれかに記載のプロジェクタ型前照灯。
【請求項８】
前記回折格子は、前記光源側樹脂レンズの反光源側のレンズ面のｙ＜Ａ・Ｒ１の領域において、外周寄りの環状領域に設けられており、該環状領域よりも内側の領域には設けられていない請求項１から７のいずれかに記載のプロジェクタ型前照灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタ型前照灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタ型前照灯において、プロジェクタ型前照灯の投影レンズの色収差に起因して、配光パターンの周縁の明暗境界線の近傍に色にじみが生じるという問題点がある。このような色にじみを減少させるには、投影レンズの色収差を補正する必要がある。そこで、投影レンズの色収差を補正するために、投影レンズの一つの面に回折格子を備えることが提案されている（特許文献１）。【０００３】
しかし、一つの面に回折格子を備えた投影レンズによって、すれ違いビームの配光パターンを形成すると、回折格子の０次光によって、仮想スクリーン上において、該配光パターンのカットオフラインの上方に光線が到達し、その位置の光度が増加し、法規を満たさなくなる恐れがある。【０００４】
従来、仮想スクリーン上において、すれ違いビームの配光パターンのカットオフラインの上方の光度を増加させないようにしながら、主に走行ビームの配光パターンの周縁の明暗境界線の近傍の色にじみを減少させるプロジェクタ型前照灯は開発されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2014-26741号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、仮想スクリーン上において、すれ違いビームの配光パターンのカットオフラインの上方の光度を増加させないようにしながら、配光パターンの周縁の明暗境界線の近傍の色にじみを減少させるプロジェクタ型前照灯に対するニーズがある。本発明の課題は、仮想スクリーン上において、すれ違いビームの配光パターンのカットオフラインの上方の光度を増加させないようにしながら、主に走行ビームの配光パターンの周縁の明暗境界線の近傍の色にじみを減少させるプロジェクタ型前照灯を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のプロジェクタ型前照灯は、車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、前記投影レンズの後側焦点面よりも後方側に配置された光源ユニットと、を備えた走行ビームとすれ違いビームの配光パターンを同一の投影レンズで形成するプロジェクタ型前照灯である。前記投影レンズは、前記光軸上に配置された二枚の樹脂レンズで構成されており、前記光源ユニットは前記二枚の樹脂レンズを介して前方に照射されて明暗境界線を含む配光パターンを形成するための光源像を、前記投影レンズの後側焦点面又はその近傍に形成するように構成されており、前記二枚の樹脂レンズのうち前記光源ユニット寄りに配置された光源側樹脂レンズの反光源側のレンズ面の少なくとも一部には回折格子が設けられており、前記光源側樹脂レンズの光源側のレンズ面は、正のパワーを持ち、前記回折格子は、前記二枚の樹脂レンズを介して前方へ照射される前記光源ユニットからの光の色収差を打ち消すように設計されており、前記光軸と前記光軸に垂直な面との交点を原点として、該面上に水平方向のｘ軸及び鉛直方向のｙ軸を定め、前記光源側樹脂レンズの反光源側の面におけるｙ座標の最大値をＲ１とし、Ａを０以上で１より小さい定数として、前記光源側樹脂レンズの反光源側のレンズ面のｙ＜Ａ・Ｒ１の領域は、少なくとも一部に回折格子を設けた、連続性を有する曲面または平面で構成され、ｙ≧Ａ・Ｒ１の領域は、該連続性を有する曲面または該平面のパワーよりも大きなパワーを有し、回折格子を備えていない別の曲面で構成されている。【０００８】
本発明のプロジェクタ型前照灯において、前記光源側樹脂レンズの反光源側の面におけるｙ座標の最大値をＲ１とし、Ａを０以上で１より小さい定数として、前記光源側樹脂レンズの反光源側のレンズ面のｙ＜Ａ・Ｒ１の領域は、少なくとも一部に回折格子を設けた、連続性を有する曲面または平面で構成され、ｙ≧Ａ・Ｒ１の領域は、該連続性を有する曲面または該平面のパワーよりも大きなパワーを有し、回折格子を備えていない別の曲面で構成されているので、すれ違いビームの配光パターンのカットオフラインの近傍に到達する光線は、回折格子を備えていないｙ≧Ａ・Ｒ１の領域を通過する。したがって、すれ違いビームの配光パターンのカットオフラインの近傍に到達する光線が回折格子の０次光によって、配光パターンのカットオフラインの上方に到達することは防止される。【０００９】
本発明の第１の実施形態によるプロジェクタ型前照灯において、Ａ＜０．５である。【００１０】
Ａ≧０．５であると、カットオフ付近に出射される回折格子の０次光の光線を十分に減少させることができない。【００１１】
本発明の第２の実施形態によるプロジェクタ型前照灯において、前記二枚の樹脂レンズの合成焦点距離をＥＦＬ、前記二枚の樹脂レンズのレンズ間隔をＴ１２として、
Ｔ１２／ＥＦＬ＜０．１
を満たす。【００１２】
２枚のレンズの組み立てをスペーサーなしでおこなう場合、レンズコバ（レンズの縁部）から垂直に立ち壁を設ける必要があるが、T12/EFLが０．１以上になるとレンズコバから垂直に設けた立ち壁の厚みが大きくなり、レンズの成形性が悪化する。またレンズトップから光源までの距離が長くなり前照灯ユニットのサイズが大きくなる。また二枚の樹脂レンズのうち光源側のレンズの光源側の面から光源までの距離が小さくなり、熱の影響を受けやすくなる。【００１３】
本発明の第３の実施形態によるプロジェクタ型前照灯において、前記光源側レンズの中心厚をＴ２として、
０．１６＜Ｔ２／ＥＦＬ
を満たす。【００１４】
上記の条件を満たすことで回折格子を備えた光源側レンズの芯厚を確保し、偏肉比を小さくして成形の難易度を低下させることができる。【００１５】
本発明の第４の実施形態によるプロジェクタ型前照灯において、該別の曲面のパワーが、前記回折格子を設けた、該連続性を有する曲面または該平面のパワーと同等である。【００１６】
本実施形態において、すれ違いビームの配光パターンのカットオフラインの近傍に到達する光線は回折格子の１次回折光と同様の経路を進行するので、配光パターンのカットオフラインの上方に到達することは防止される。ここで、該別の曲面のパワーが、前記回折格子を設けた、該連続性を有する曲面または該平面のパワーと同等であるとは、該別の曲面のパワーが、前記回折格子を設けた、該連続性を有する曲面または該平面のパワーの０．５倍から１．５倍、より好ましくは０．８倍から１．２倍であることをいう。【００１７】
本発明の第５の実施形態によるプロジェクタ型前照灯において、該別の曲面が非球面である。【００１８】
本発明の第６の実施形態によるプロジェクタ型前照灯において、前記配光パターンは、水平方向に１列またはマトリックス上に配置される複数の配光パターンを含む。【００１９】
本発明の第７の実施形態によるプロジェクタ型前照灯において、前記回折格子は、前記光源側樹脂レンズの反光源側のレンズ面のｙ＜Ａ・Ｒ１の領域において、外周寄りの環状領域に設けられており、該環状領域よりも内側の領域には設けられていない．
本実施形態において、色にじみが問題となる配光パターンの周縁の明暗境界線の付近に到達する光線が通過する領域のみに回折格子を設けることにより、回折損失を減少させて効率を向上させるとともに迷光を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態のプロジェクタ型前照灯の灯具ユニットの断面を示す図である。
【図２】灯具ユニット中の投影レンズの光軸ＡＸを含む断面を示す図である。
【図３】光源ユニットの一例の構成及び機能を説明するための図である。
【図４】光源ユニットとして、特開2016-39154号公報に記載の光源ユニットを用いた場合に、灯具ユニットから前方に向けて照射される光により、車両前方２５メートルの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンＰＨ１を示す図である。
【図５】一つの面に回折格子を備えた投影レンズを通過するロービームの一部の光線の経路を示す図である。
【図６】図５の投影レンズを含む灯具ユニットによって仮想スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンの上側の周縁付近を照射するロービームの光線の経路を示す図である。
【図７】一つの面に回折格子を備えた投影レンズを通過するロービームの、回折格子の０次光による光線の経路を示す図である。
【図８】図７の投影レンズを含む灯具ユニットによって仮想スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンの上側の周縁付近を照射するロービームの光線のうち、回折格子の０次光による光線の経路を示す図である。
【図９】一つの面に回折格子を備えた投影レンズを通過するロービームの、回折格子の１次回折光及び０次光による光線の経路を示す図である。
【図１０】図９の投影レンズを含む灯具ユニットによって仮想スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンの上側の周縁付近を照射するロービームの光線のうち、回折格子の１次回折光及び０次光による光線の経路を示す図である。
【図１１】本発明の実施例の第２樹脂レンズの反光源側の面の平面図である。
【図１２】パラメータＡを説明するための図である。
【図１３】面Ｓ３において、ハイビーム用配光パターンを形成する光線が通過する領域Ｈ及びロービーム用配光パターンを形成する光線が通過する領域Ｌを、一例として示す図である。
【図１４】一つの面に回折格子を備えた実施例の投影レンズを通過するロービームの光線の経路を示す図である。
【図１５】図１３の投影レンズを含む灯具ユニットによって仮想スクリーンに照射されるロービームの光線の経路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態のプロジェクタ型前照灯の灯具ユニット１０の断面を示す図である。灯具ユニット１０は、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ上に配置された投影レンズ２０、投影レンズ２０の後側焦点面よりも後方側に配置された光源ユニット３０を含む。図１は、光軸ＡＸを含む断面図である。
【００２２】
投影レンズ２０は、光軸ＡＸ上に一定間隔を置いて配置された二枚の樹脂レンズ（プラスチックレンズ）、すなわち、第１樹脂レンズ２２及び第２樹脂レンズ２４で構成されている。第１樹脂レンズ２２及び第２樹脂レンズ２４は、支持部材４０に固定された鏡筒４２に保持されて、光軸ＡＸ上に配置されている。鏡筒４２の先端側（半光源側）内周面には、周方向に延びる段差部４２ａが形成されている。段差部４２ａは、投影レンズ２０を収容、保持するために用いられる。
【００２３】
投影レンズ２０は、第２樹脂レンズ２４が段差部４２ａに当接するまで、鏡筒４２内に挿入されて、当該鏡筒４２に、ネジ、接着剤、スナップフィット構造などの公知の手段で固定されている。
【００２４】
図２は、灯具ユニット１０中の投影レンズ２０の光軸ＡＸを含む断面を示す図である。第１樹脂レンズ２２の反光源側の面、第１樹脂レンズ２２の光源側の面、第２樹脂レンズ２４の反光源側の面、及び第２樹脂レンズ２４の光源側の面を、それぞれ、レンズ面Ｓ１、レンズ面Ｓ２、レンズ面Ｓ３、及びレンズ面Ｓ４と呼称する。第２樹脂レンズ２４は、その周囲から第１樹脂レンズ２２側に伸びる筒部２４ａを含んでいる。筒部２４ａの先端側（反光源側）内周面には、周方向に延びる段差部２４ｂが形成されている。段差部２４ｂは、第１樹脂レンズ２２を収容、保持するために用いられる。第１樹脂レンズ２２は、側面が段差部２４ｂに当接するまで筒部２４ａ内に挿入されて、筒部２４ａに、ネジ、接着剤、スナップフィット構造などの公知の手段で固定されている。
【００２５】
光源ユニット３０は、図１に示すように、支持部材４０の投影レンズ側２０の面に設置される。
【００２６】
図３は、光源ユニット３０の一例の構成及び機能を説明するための図である。光源ユニット３０は、すれ違いビーム（ロービーム）用光源３０１、走行ビーム（ハイビーム）用光源３０３、リフレクタ３１１、ロービーム・シェード兼ハイビーム・セパレータ３１３及びハイビーム・セパレータ３１５を含む。ロービーム用光源３０１は、ＬＤ（レーザーダイオード）などの発光ユニットから構成されてもよい。ハイビーム用光源３０３は、図３の紙面に垂直な方向に配列された複数のＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（レーザーダイオード）などの発光ユニットから構成されてもよい。ロービーム用光源３０１から出射され、リフレクタ３１１に反射された光の一部は、ロービーム・シェード３１３に反射されて投影レンズ２０に到達する。また、ロービーム用光源３０１から出射され、リフレクタ３１１に反射された光の他の一部は、直接、投影レンズ２０に到達する。ハイビーム用光源３０３から出射された光は、ハイビーム・セパレータ３１３及び３１５を経由して投影レンズ２０に到達する。投影レンズ２０は、その後側焦点面上に光源ユニット３０が作成する光源像を、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン（たとえば、車両前方約２５メートルに配置されている）上に投影する。これにより、以下に説明する配光パターンが形成される。
【００２７】
図４は、光源ユニット３０として、特開2016-39154号公報に記載の光源ユニットを用いた場合に、灯具ユニット１０から前方に向けて照射される光により、車両前方２５メートルの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンＰＨ１を示す図である。
【００２８】
配光パターンＰＨ１は、ロービーム用配光パターンＰＬ１とハイビーム用の付加配光パターンＰＡとの合成配光パターンとして形成されている。付加配光パターンＰＡは、複数の発光ユニットによって形成される複数の配光パターンＰａの合成パターンである。
【００２９】
ロービーム用配光パターンＰＬ１は、その上側の周縁に左右段違いのカットオフラインＣＬ１及びＣＬ２を有している。カットオフラインＣＬ２は、消失点ＨＶを水平方向に通るＨ−Ｈ線の下側に形成される。
【００３０】
図５は、一つの面に回折格子を備えた投影レンズを通過するロービームの一部の光線の経路を示す図である。
【００３１】
第１樹脂レンズ２２のパワーは、第２樹脂レンズ２４のパワーよりも大きい。第１樹脂レンズ２２の反光源側の面Ｓ１は、反光源側に凸の曲面、第１樹脂レンズ２２の光源側の面Ｓ２は、光源側に凸の曲面である。また、第２樹脂レンズ２４の反光源側の面Ｓ３は、光軸に垂直な平面、第２樹脂レンズ２４の光源側の面Ｓ４は、光源側に凸の曲面である。
【００３２】
ところで、光の屈折率は波長によって異なるので、投影レンズ２０の色収差に起因して、たとえば、それぞれの配光パターンの周縁の明暗境界線の近傍に色にじみ（色われとも呼称される）が生じる。このような色にじみを防止するには、投影レンズ２０の色収差を補正する必要がある。そこで、投影レンズ２０の色収差を補正するために、投影レンズ２０の一つの面に回折格子を備える。投影レンズ２０の材料の屈折率は、波長が長くなるにしたがって低下するので、材料の屈折率によるパワー（屈折力）は、波長が長くなるにしたがって低下する。他方、回折によるパワーは波長に比例する。そこで、投影レンズ２０の色収差を相殺するようなパワーを有する回折格子を、投影レンズ２０の一つの面に備えることにより、投影レンズ２０の色収差を補正することができる。
【００３３】
回折格子は、第２樹脂レンズ２４の反光源側の面Ｓ３に設ける。
【００３４】
第２樹脂レンズ２４の反光源側の面Ｓ３を光軸に垂直な平面として、面Ｓ３に回折格子を設ける理由は、光線経路及び金型加工上の理由により生じる迷光を少なくするためである。詳細は、本出願の出願人による先行出願（JP2014-26741A）の明細書の段落［００６７］乃至段落［００７４］に記載されている。なお、面Ｓ３は、平面ではなく曲率の比較的小さな曲面であってもよい。
【００３５】
図６は、図５の投影レンズを含む灯具ユニット１０によって仮想スクリーン１００上に形成されるロービーム用配光パターンの上側の周縁付近を照射するロービームの光線の経路を示す図である。仮想スクリーン１００は、車両前方２５メートルの位置に光軸ＡＸに垂直に配置される。投影レンズ２０は、ロービーム用配光パターンの上側の周縁付近を照射するロービームの光線が、消失点ＨＶを水平方向に通るＨ−Ｈ線よりも下側を照射するように形成される。図６及び以下の図において、「ＨＶ位置」は、消失点ＨＶの位置を示す。ここで、図５及び図６におけるロービームの光線は、回折格子の１次回折光である。光学系の設計は、回折格子の１次回折光に基づいて行われる。たとえば、回折格子の１次回折光によって、カットオフラインＣＬ２が、消失点ＨＶを水平方向に通るＨ−Ｈ線の下側に形成されるように光学系が設計される。
【００３６】
図７は、一つの面に回折格子を備えた投影レンズを通過するロービームの、回折格子の０次光による光線の経路を示す図である。
【００３７】
図８は、図７の投影レンズを含む灯具ユニット１０によって仮想スクリーン１００上に形成されるロービーム用配光パターンの上側の周縁付近を照射するロービームの光線のうち、回折格子の０次光による光線の経路を示す図である。回折格子の０次光は、回折格子によって回折されずに直進する光であるので、ロービームの、回折格子の０次光による光線は、回折格子の１次回折光よりも上側に位置し、回折格子の０次光による光線の一部は、仮想スクリーン１００上において、消失点ＨＶを水平方向に通るＨ−Ｈ線よりも上側を照射する。その結果、たとえば、仮想スクリーン１００上において、図４のカットオフラインＣＬ２の近傍で、消失点ＨＶを水平方向に通るＨ−Ｈ線よりも上側の光度が増加し、法規で指定されたポイント光度を満たさなくなる可能性が生じる。
【００３８】
図９は、一つの面に回折格子を備えた投影レンズを通過するロービームの、回折格子の１次回折光及び０次光による光線の経路を示す図である。図９において、１次回折光の光線は実線で表し、０次光の光線は破線で表す。図９の光線の経路は、図５の光線の経路と図７の光線の経路を合わせたものである。
【００３９】
図１０は、図９の投影レンズを含む灯具ユニット１０によって仮想スクリーン１００上に形成されるロービーム用配光パターンの上側の周縁付近を照射するロービームの光線のうち、回折格子の１次回折光及び０次光による光線の経路を示す図である。図１０において、１次回折光の光線は実線で表し、０次光の光線は破線で表す。図１０の光線の経路は、図６の光線の経路と図８の光線の経路を合わせたものである。
【００４０】
このように、一つの面に回折格子を備えた投影レンズを含む従来の灯具ユニットにおいて、ロービーム用配光パターンの上側の周縁付近を照射するロービームの光線のうち、回折格子の０次光によって、仮想スクリーン１００上において、消失点ＨＶを水平方向に通るＨ−Ｈ線よりも上側が照射され、消失点ＨＶを水平方向に通るＨ−Ｈ線よりも上側の光度が増加し、法規で指定されたポイント光度を満たさなくなる可能性が生じる。
【００４１】
図１１は、本発明の実施例の第２樹脂レンズ２４の反光源側の面Ｓ３の平面図である。面Ｓ３は、領域ＡＲ１、領域ＡＲ２及び領域ＡＲ３から形成される。光軸ＡＸと光軸ＡＸに垂直な面との交点を原点Ｏとして、該面上に水平方向のｘ軸及び鉛直方向のｙ軸を定め、面Ｓ３におけるｙ座標の最大値をＲ１とし、Ａを０以上で１より小さい定数とする。本実施例において、Ｒ１＝３３．２ｍｍ、Ａ＝１２／３３．２＝０．３６１である。図１１において、原点Ｏは、面Ｓ３の外縁を形成する円の中心と一致し、Ｒ１は、面Ｓ３の外縁を形成する円の半径である。領域ＡＲ２は、ｙ≧Ａ・Ｒ１の領域である。領域ＡＲ３は、原点からの距離をｒとして、ｒ≦８ｍｍの領域である。領域ＡＲ１はその他の領域である。領域ＡＲ１は回折格子を備える。
【００４２】
領域ＡＲ２は、回折格子を備えず、回折格子のパワー（屈折力）と同等のパワーを有する曲面から形成される。ここで、回折格子のパワーと同等のパワーとは、回折格子のパワーの０．５倍から１．５倍、より好ましくは０．８倍から１．２倍のパワーをいう。色にじみが問題となる配光パターンの上側の周縁付近に到達する光線は、領域ＡＲ２を通過する。領域ＡＲ２が領域ＡＲ１と同様に形成され回折格子を備えると、図８に示したように、回折格子の０次光による光線の一部によって、消失点ＨＶを水平方向に通るＨ−Ｈ線よりも上側が照射される。そこで、回折格子を、回折格子のパワーと同等のパワーを有する曲面によって置き換えることによって、たとえば、回折格子の０次光による光線の一部によって、消失点ＨＶを水平方向に通るＨ−Ｈ線よりも上側が照射されるのを防止する。
【００４３】
領域ＡＲ３は、回折格子を備えない。光軸ＡＸの近傍の領域ＡＲ３が回折格子を備えない理由は、色にじみが問題となる配光パターンの周縁付近に到達する光線が該領域を通過しないので、回折格子による色収差の補正が必要ないためである。領域ＡＲ３は、回折格子のパワーと同等のパワーを有する曲面から形成してもよい。領域ＡＲ３において、領域ＡＲ１と同様に平面上に回折格子を設けてもよい。
【００４４】
図１２はパラメータＡを説明するための図である。Ａ≧０．５であると、たとえば、消失点ＨＶを水平方向に通るＨ−Ｈ線よりも上側を照射する、回折格子の０次光による光線を十分に減少させることができない。
【００４５】
図１３は、面Ｓ３において、ハイビーム用配光パターンを形成する光線が通過する領域Ｈ及びロービーム用配光パターンを形成する光線が通過する領域Ｌを、一例として示す図である。ハイビーム用配光パターンを形成する光線は、たとえば、Ａ≧０．３など、Ａを適切に設定することにより、その大部分が回折格子を備えた領域ＡＲ１を通過するように構成することができるので、それぞれの配光パターンの周縁の色にじみを防止することができる。
【００４６】
回折格子を備えず、回折格子のパワー（屈折力）と同等のパワーを有する曲面から形成される領域は、ｙ≧Ａ・Ｒ１の領域の面積の８０パーセント以上の面積を占める領域としてもよい。「８０パーセント以上の面積を占める領域」とは、たとえば、図１３において、ｙ≧Ａ・Ｒ１の領域のうち光線が通過しない領域を除いた領域、または、領域ＡＲ１に相当する回折格子を備えた領域との境界を、図１３における、ハイビーム用配光パターンを形成する光線が通過する領域Ｈの上側の周縁、またはロービーム用配光パターンを形成する光線が通過する上側の領域Ｌの下側の周縁に沿うように形成した領域などを含む。
【００４７】
表１は、本実施例のレンズの焦点距離を示す表である。長さの単位はミリメータである。「全体」は合成焦点距離を示す。第１樹脂レンズ２２及び第２樹脂レンズ２４の材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）である。
【表１】
2017199841.tif 000003
【００４８】
表２は、レンズの光学配置を示す表である。長さの単位はミリメータである。
【表２】
2017199841.tif 000004
【００４９】
レンズの各面を表す非球面の定義式を以下に示す。
【数１】
2017199841.tif 000005
hは光軸ＡＸ、すなわちレンズの中心軸からの距離を表し、ｃは曲率、Ｒは曲率半径、ｋはコーニック定数、Ａｉは定数、ｍは整数を表す。また、ｚは非球面の面定義中心、すなわち光軸と非球面との交点からの距離を表す。ｃの値が正のとき、非球面は、反光源側に正である。
【００５０】
表３は、レンズの各面について、上記の定義式の定数及び係数を示す表である。曲率半径の単位は、ミリメータである。曲率半径の正の値は反光源側に凸であることを示し、曲率半径の負の値は光源側に凸であることを示す。
【表３】
2017199841.tif 000006
【００５１】
表４は、その他のパラメータの値を示す表である。T12はレンズ間隔を示し、EFLは合成焦点距離を示し、T2はレンズ24の中心厚を示す。
【表４】
2017199841.tif 000007
【００５２】
T12/EFLは、０．１より小さいことが望ましい。２枚のレンズの組み立てをスペーサーなしでおこなう場合、レンズコバ（レンズの縁部）から垂直に立ち壁を設ける必要があるが、T12/EFLが０．１以上になるとレンズコバから垂直に設けた立ち壁の厚みが大きくなり、レンズの成形性が悪化する。またレンズトップから光源までの距離が長くなり前照灯ユニットのサイズが大きくなる。また二枚の樹脂レンズのうち光源側のレンズの光源側の面から光源までの距離が小さくなり、熱の影響を受けやすくなる。
【００５３】
T2/EFLは、０．１６より大きいことが望ましい。T2/EFLを、０．１６より大きくすることで回折格子を備えた光源側レンズ２４の芯厚を確保し、偏肉比（最厚部と最薄部との比率）を小さくして成形の難易度を低下させることができる。
【００５４】
領域ＡＲ１に形成される回折格子の光路差関数の定義式を以下に示す。
φ=C2×h2+C4×h4+C6×h6+C8×h8+C10×h10
C2-C10は定数を表し、hは光軸ＡＸ、すなわちレンズの中心軸からの距離
【数２】
2017199841.tif 000008
を表す。長さの単位はミリメータである。
【００５５】
表５は、回折格子の光路差関数の定義式の定数を示す表である。
【表５】
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【００５６】
領域ＡＲ２及びＡＲ３に形成される、回折格子のパワーと同等のパワーを有する非球面の定義式を以下に示す。
【数３】
2017199841.tif 000010
hは光軸ＡＸ、すなわちレンズの中心軸からの距離を表し、ｃは曲率、Ｒは曲率半径、ｋはコーニック定数、Ａｉは定数、ｍは整数を表す。また、ｚは非球面の面定義中心、すなわち光軸と非球面との交点からの距離を表す。ｃの値が正のとき、非球面は、反光源側に正である。
【００５７】
表６は、非球面定義式の定数を示す表である。
【表６】
2017199841.tif 000011
【００５８】
図１４は、一つの面に回折格子を備えた実施例の投影レンズを通過するロービームの光線の経路を示す図である。図１４において、図１１の領域ＡＲ２に対応する非球面部分を符号２４５で表す。非球面部分２４５の曲率は、分かりやすくするため、実際よりも大きく表示している。図１４において、図１１の領域ＡＲ３に対応する非球面部分は図示していない。
【００５９】
図１５は、図１４の投影レンズを含む灯具ユニット１０によって仮想スクリーン１００に照射されるロービームの光線の経路を示す図である。
【００６０】
本実施例によれば、仮想スクリーン１００上に形成されるロービーム用配光パターンの上側の周縁付近を照射するロービームの光線が通過する領域ＡＲ２の回折格子を、回折格子と同等のパワーを有する非球面と置き換えているので、回折格子の０次光によって、たとえば、消失点ＨＶを水平方向に通るＨ−Ｈ線よりも上側が照射されることはなく、Ｈ−Ｈ線よりも上側の光度が増加することによって、法規で指定されたポイント光度を満たさなくなる現象が回避される。
【００６１】
また、ハイビーム用配光パターンを形成する光線の大部分が回折格子を備えた領域ＡＲ１を通過するように構成することができるので、それぞれの配光パターンの周縁の色にじみを防止することができる。
【００６２】
したがって、本発明によれば、配光パターンの周縁付近の色にじみを減少させながら、法規で指定されたポイント光度を満たさなくなる現象を回避することのできるプロジェクタ型前照灯が得られる。
【符号の説明】
【００６３】
１０…灯具ユニット、２０…投影レンズ、２２…第１の樹脂レンズ、２４…第２の樹脂レンズ、２４５…回折格子と同等のパワーを有する曲面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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